无法使用Apache PDFBOX验证数字签名

Question

我是使用数字签名的新手。在其中一个项目中，我们使用Apache PdfBox来处理数字签名的pdf文件。虽然我们可以测试所有功能，但签名pdf文件的验证是我们无法破解的。我们使用BouncyCastle作为提供程序。下面是代码：

从pdf文件获取数字签名和签名内容：

byte[] signatureAsBytes = pdsignature.getContents(new FileInputStream(this.INPUT_FILE));
byte[] signedContentAsBytes = pdsignature.getSignedContent(new FileInputStream(this.INPUT_FILE));

数字签名验证：

Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
Signature signer = Signature.getInstance("RSA","BC");

//Get PublicKey from p7b file
X509Certificate cert509=null;
File file = new File("C:\\certificate_file.p7b");
FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
CertificateFactory cf = CertificateFactory.getInstance("X.509");
Collection c = cf.generateCertificates(fis);
Iterator it = c.iterator();
PublicKey pubkey;

while (it.hasNext()) 
{
   cert509 = (X509Certificate) it.next();
   pubkey = cert509.getPublicKey();
}

boolean VERIFIED=false;
Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
Signature signer = Signature.getInstance("RSA","BC");
PublicKey key=this.getPublicKey(false);
signer.initVerify(key);

List<PDSignature> allsigs = this.PDFDOC.getSignatureDictionaries();
Iterator<PDSignature> i = allsigs.iterator();
    
while(i.hasNext())
{
        PDSignature sig = (PDSignature) i.next();
        byte[] signatureAsBytes = sig.getContents(new FileInputStream(this.INPUT_FILE));
        byte[] signedContentAsBytes = sig.getSignedContent(new FileInputStream(this.INPUT_FILE));
        signer.update(signedContentAsBytes);
        VERIFIED=signer.verify(signatureAsBytes);
}
    
System.out.println("Verified="+VERIFIED);

以下是p7b格式证书的相关摘录-我使用BouncyCastle作为安全提供程序：

  Signature Algorithm: SHA256withRSA, OID = 1.2.840.113549.1.1.11
  Key:  Sun RSA public key, 2048 bits
  Validity: [From: Tue Aug 06 12:26:47 IST 2013,
  To: Wed Aug 05 12:26:47 IST 2015]
  Algorithm: [SHA256withRSA]

使用上面的代码，我总是得到“false”的响应。我不知道如何解决这个问题。请帮忙

Answer 1

使用Apache PDFBox 1.8.16和Bouncy Castle 1.44验证adbe.pkcs7.detachedPDF签名（最常见的PDF签名）的工作示例：

import org.apache.pdfbox.pdmodel.PDDocument;
import org.apache.pdfbox.pdmodel.interactive.digitalsignature.PDSignature;
import org.bouncycastle.cms.CMSProcessable;
import org.bouncycastle.cms.CMSProcessableByteArray;
import org.bouncycastle.cms.CMSSignedData;
import org.bouncycastle.cms.SignerInformation;
import org.bouncycastle.cms.SignerInformationStore;

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.security.cert.CertStore;
import java.security.cert.X509Certificate;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

public class PDFBoxValidateSignature {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        File signedFile = new File("sample-signed.pdf");
        // We load the signed document.
        PDDocument document = PDDocument.load(signedFile);
        List<PDSignature> signatureDictionaries = document.getSignatureDictionaries();
        // Then we validate signatures one at the time.
        for (PDSignature signatureDictionary : signatureDictionaries) {
            // NOTE that this code currently supports only "adbe.pkcs7.detached", the most common signature /SubFilter anyway.
            byte[] signatureContent = signatureDictionary.getContents(new FileInputStream(signedFile));
            byte[] signedContent = signatureDictionary.getSignedContent(new FileInputStream(signedFile));
            // Now we construct a PKCS #7 or CMS.
            CMSProcessable cmsProcessableInputStream = new CMSProcessableByteArray(signedContent);
            CMSSignedData cmsSignedData = new CMSSignedData(cmsProcessableInputStream, signatureContent);
            SignerInformationStore signerInformationStore = cmsSignedData.getSignerInfos();
            Collection signers = signerInformationStore.getSigners();
            CertStore certs = cmsSignedData.getCertificatesAndCRLs("Collection", (String) null);
            Iterator signersIterator = signers.iterator();
            while (signersIterator.hasNext()) {
                SignerInformation signerInformation = (SignerInformation) signersIterator.next();
                Collection certificates = certs.getCertificates(signerInformation.getSID());
                Iterator certIt = certificates.iterator();
                X509Certificate signerCertificate = (X509Certificate) certIt.next();
                // And here we validate the document signature.
                if (signerInformation.verify(signerCertificate.getPublicKey(), (String) null)) {
                    System.out.println("PDF signature verification is correct.");
                    // IMPORTANT: Note that you should usually validate the signing certificate in this phase, e.g. trust, validity, revocation, etc. See http://www.nakov.com/blog/2009/12/01/x509-certificate-validation-in-java-build-and-verify-chain-and-verify-clr-with-bouncy-castle/.
                } else {
                    System.out.println("PDF signature verification failed.");
                }
            }
        }
    }
}

不确定是否有官方示例，我已经检查了PDFBox 1.8.4的官方示例，但没有找到任何东西。

Answer 2

您的主要问题是，存在多种类型的PDF签名，这些签名在签名容器的格式以及签名字节的实际内容上有所不同。另一方面，BC代码只能验证上述签名容器中包含的裸签名字节序列。

正如标题所述，下面的列表包含或多或少严格定义的“可互操作的签名类型”。PDF规范还指定了一种包含完全自定义签名方案的方法。但让我们假设我们处于一种可互操作的状态。签名类型的集合可分解为：

>

adbe.x509.rsa_sha1在ISO 32000-1部分中定义12.8.3.2PKCS#1签名；签名值Contents包含一个DER编码的PKCS#1二进制数据对象；该数据对象是一个相当裸的签名，在RSA的情况下是一个包含填充文档散列和散列算法的加密结构。

阿德贝。pkcs7.sha1定义见ISO 32000-1第12.8.3.3节PKCS#7签名；签名值内容包含DER编码的PKCS#7二进制数据对象；此数据对象是一个大容器对象，它还可以包含元信息，例如，它可能包含用于构建证书链的证书、用于证书吊销检查的吊销信息、用于固定签名时间的数字时间戳等。。。文件字节范围的SHA1摘要应使用数据类型的ContentInfo封装在PKCS#7 SignedData字段中。该签名数据的摘要应合并为普通PKCS#7摘要。

阿德贝。pkcs7.ISO 32000-1第12.8.3.3节PKCS#7签名中定义的分离；签名值内容包含DER编码的PKCS#7二进制数据对象，请参见上文。文件字节范围内的原始签名消息摘要应合并为普通PKCS#7 SignedData字段。PKCS#7 SignedData字段中不得封装任何数据。

ETSI. CADES. detated在ETSI TS 102 778-3中定义，并将集成在ISO 32000-2中；签名值Contents包含CMS中指定的DER编码的SignedData对象；CMS签名容器与PKCS#7签名容器密切相关，见上文。这本质上是adbe.pkcs7.detached.的不同配置和更严格定义的变体

ETSI。RFC3161在ETSI TS 102 778-4中定义，并将集成在ISO 32000-2中；签名值内容包含RFC 3161中指定的时间戳标记；时间戳令牌同样与PKCS#7签名容器密切相关，请参见上文，但它们包含一个特殊的数据子结构，其中包含文档哈希、创建戳的时间以及发布时间服务器上的信息。

我建议研究我命名的规范和引用的文件，主要是RFC。基于这些知识，您可以轻松找到适当的BouncyCastle类来分析不同的签名内容。

PS（2021）：与此同时，ISO 32000-2已经发布，并且确实包含ETSI规范。凯德斯。分离和ETSI。RFC3161。此外，用于PADE的ETSI技术规范TS 102 778-*已被实际规范ETSI EN 319 142-*取代。